采用扩展状态观测器的PMLM预设时间滑模控制

1

作者 殷春武 赵紫兰 易佩 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第5期156-162,共7页

对存在控制饱和、参数摄动和外部干扰的永磁直线电动机(PMLM)位置跟踪误差收敛时间上界不可控的问题,设计了一种预设时间收敛滑模自适应控制器,使电机位置跟踪误差在预设时间内收敛,且电机转速一致有界。首先,构造了一种预设时间收敛的... 对存在控制饱和、参数摄动和外部干扰的永磁直线电动机(PMLM)位置跟踪误差收敛时间上界不可控的问题,设计了一种预设时间收敛滑模自适应控制器,使电机位置跟踪误差在预设时间内收敛,且电机转速一致有界。首先,构造了一种预设时间收敛的滑模面;其次,采用双曲正切函数近似控制饱和约束,将双曲正切函数转换成关于无约束控制输入变量的线性函数,并采用二阶扩展状态观测器估计系统不确定部分,设计了一种滑模自适应控制器,Lyapunov稳定判据证明了闭环系统的预设时间稳定性。通过对含复合干扰的永磁直流电机位置阶跃跟踪数值仿真,验证了算法的有效性。仿真结果表明,电机位置跟踪误差在预设时间收敛内收敛,且位置跟踪精度高,对参数摄动和外部干扰具有强鲁棒性。 展开更多

关键词 永磁直线电机 滑模控制 预设时间控制 扩展状态观测器 控制饱和

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任意初始状态机械臂的保性能预设时间跟踪控制

2

作者 殷春武 吴岐 +1 位作者 杨思逸 周承德 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第3期103-108,113,共7页

为解决预设性能控制中性能约束函数的参数设置受系统状态初值影响的问题,为任意初值下的机械臂系统设计了一种收敛时间和瞬态性能可预设的反演控制算法。通过引入预设时间收敛误差转换函数,将任意初值下的轨迹跟踪误差转换成初值在原点... 为解决预设性能控制中性能约束函数的参数设置受系统状态初值影响的问题,为任意初值下的机械臂系统设计了一种收敛时间和瞬态性能可预设的反演控制算法。通过引入预设时间收敛误差转换函数,将任意初值下的轨迹跟踪误差转换成初值在原点、且可在预设时间内收敛到实际跟踪误差的新变量,给出收敛时间可任意设置的预设时间收敛Lyapunov稳定判据,采用扩张状态观测器估计系统不确定部分,基于新变量设计反演控制算法,使机械臂轨迹跟踪误差满足有限时间性能约束函数的预设瞬态性能和稳态精度,理论证明了闭环系统的预设时间稳定。仿真结果表明,所设计的控制器能使任意初始位置的机械臂轨迹跟踪误差在预设时间内按照给定性能约束收敛,且具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 机械臂 轨迹跟踪控制 预设性能控制 预设时间控制 扩展状态观测器

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机械臂角度/角速度收敛性能预设的固定时间控制

3

作者 殷春武 徐琳 刘国浩 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第2期119-126,共8页

针对具有非线性特性和不确定性的机械臂轨迹跟踪控制问题,提出一种角度和角速度跟踪误差瞬态性能可预设、系统状态变量上界可预估的固定时间反演自适应控制方法。首先,构建跟踪误差与性能约束函数的比值变量,并基于该比值变量构建Lyapu... 针对具有非线性特性和不确定性的机械臂轨迹跟踪控制问题,提出一种角度和角速度跟踪误差瞬态性能可预设、系统状态变量上界可预估的固定时间反演自适应控制方法。首先,构建跟踪误差与性能约束函数的比值变量,并基于该比值变量构建Lyapunov函数,避免非线性约束向无约束变量的转换,简化控制器结构;其次,设计自适应律在线估计系统的不确定项,给出一种固定时间收敛的控制器,使得角度/角速度跟踪误差按照预先设定的性能函数收敛,在加快误差收敛速度的同时保证了轨迹跟踪精度和瞬态性能;然后,Lyapunov理论证明了闭环系统的跟踪误差在固定时间内收敛,且固定收敛时间上界与初始状态无关,并给出预估角度/角速度和控制输入上界的计算方法;最后,数值仿真验证二自由度机械臂轨迹跟踪控制问题。结果表明,所提出的控制器可保证机械臂的角度/角速度跟踪误差按照预设性能函数约束,在固定时间内收敛,具有良好的瞬态性能和跟踪精度。 展开更多

关键词 机械臂 预设性能函数 固定时间控制 反演控制 自适应控制

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物理约束下的反演自适应姿态控制 被引量：6

4

作者 殷春武 侯明善 +1 位作者 褚渊博 余英 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期281-286,共6页

针对存在参数摄动、外部干扰和物理约束的航天器姿态控制问题,设计了一种鲁棒姿态控制器。基于反演控制策略,先对外环系统设计了有界虚拟角速度。接着,对显式存在控制饱和约束的姿态动力学系统进行变换,分离出存在摄动和干扰的不确定项... 针对存在参数摄动、外部干扰和物理约束的航天器姿态控制问题,设计了一种鲁棒姿态控制器。基于反演控制策略,先对外环系统设计了有界虚拟角速度。接着,对显式存在控制饱和约束的姿态动力学系统进行变换,分离出存在摄动和干扰的不确定项,并采用自适应更新律估计复合不确定项;再基于障碍Lyapunov函数设计姿态控制器,将实际角速度与虚拟角速度的跟踪误差,限制在预设有界范围内,最终在实现全局渐近稳定的同时,满足了角速度有界的约束。最后数值仿真验证了姿态控制器的强鲁棒性,低耗能性和航天器的高飞行品质特性。 展开更多

关键词 姿态控制 反演控制 鲁棒控制 控制饱和 角速度

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无角速度测量的姿态跟踪动态PD控制 被引量：6

5

作者 殷春武 侯明善 李明翔 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期107-116,共10页

针对太阳帆板展开过程中存在系统切换和外部未知干扰的航天器姿态跟踪控制问题,提出了角速度可测和角速度不可测的姿态跟踪自适应动态比例微分(PD)控制器。本文先设计自适应更新律补偿外部复合干扰,提出了姿态角及角速度全状态可测的自... 针对太阳帆板展开过程中存在系统切换和外部未知干扰的航天器姿态跟踪控制问题,提出了角速度可测和角速度不可测的姿态跟踪自适应动态比例微分(PD)控制器。本文先设计自适应更新律补偿外部复合干扰,提出了姿态角及角速度全状态可测的自适应PD控制器;接着针对角速度不可量测,基于无源控制理论给出估算角速度的动态观测器,提出一种仅有姿态角跟踪误差信息的变增益动态PD控制器,并理论证明了闭环系统的全局渐近稳定性;数值仿真验证了变增益动态PD控制器对太阳帆板展开过程中,航天器的姿态跟踪控制的鲁棒性和有效性。 展开更多

关键词 姿态控制 角速度观测器 自适应控制 PD控制 无源控制

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AHP判断矩阵排序的一种新方法 被引量：10

6

作者 殷春武 王秋萍 苏哲斌 《西安理工大学学报》 CAS 2006年第4期431-434,共4页

为了得到一种更适用的互反判断矩阵排序方法,根据一致性判断矩阵中任意两行对应元素之比为常数这一性质,运用约束规划模型推导出一种简便实用的判断矩阵排序的新方法。实际算例结果表明,应用该新方法得到的排序权重比传统的判断矩阵排... 为了得到一种更适用的互反判断矩阵排序方法,根据一致性判断矩阵中任意两行对应元素之比为常数这一性质,运用约束规划模型推导出一种简便实用的判断矩阵排序的新方法。实际算例结果表明,应用该新方法得到的排序权重比传统的判断矩阵排序方法得到的排序权重的分辨率更高,且该新方法易于程序实现。 展开更多

关键词 层次分析法 一致性 排序 判断矩阵

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基于模糊向量的专家权重确定方法 被引量：8

7

作者 殷春武 顾敏忠 《统计与决策》 CSSCI 北大核心 2009年第16期146-147,共2页

在群组多准则决策过程中,各专家的综合权重不仅与其可信度有关,还应该与该专家在实际评价中和其他专家评价值的一致性有关。文章首先定义了模糊向量的相似度和加权相似度,并基于此相似度提出了一种综合考虑专家意见一致性和可信度的专... 在群组多准则决策过程中,各专家的综合权重不仅与其可信度有关,还应该与该专家在实际评价中和其他专家评价值的一致性有关。文章首先定义了模糊向量的相似度和加权相似度,并基于此相似度提出了一种综合考虑专家意见一致性和可信度的专家权重确定方法,最后给出一种基于相似度的理想法群决策方法。 展开更多

关键词 模糊向量 相似度 群决策 权重

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基于时变终端滑模的任意迭代初态抑制控制 被引量：4

8

作者 殷春武 甘婷 +1 位作者 楚天乐 陈俊英 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1105-1112,共8页

为解决迭代学习过程中的任意迭代初值和迭代收敛理论证明难的问题,本文构造了一种轨迹跟踪误差初值恒位于滑模面内的时变终端滑模面,将轨迹跟踪误差初值不为零的轨迹跟踪控制问题转换为滑模面初值恒为零的滑模面跟踪控制问题,建立了任... 为解决迭代学习过程中的任意迭代初值和迭代收敛理论证明难的问题,本文构造了一种轨迹跟踪误差初值恒位于滑模面内的时变终端滑模面,将轨迹跟踪误差初值不为零的轨迹跟踪控制问题转换为滑模面初值恒为零的滑模面跟踪控制问题,建立了任意迭代初值与相同迭代初值的迭代学习控制理论连接桥梁.本文提出一种基于时变滑模面的比例–积分–微分(PID)型闭环迭代学习控制策略,基于压缩映射原理证明了迭代学习的收敛性,给出了迭代收敛条件.时变终端滑模面经有限次迭代学习收敛到零,达到轨迹跟踪误差最终稳定在时变滑模面内的目的;Lyapunov稳定理论证明了位于滑模面内的轨迹跟踪误差在有限时间内收敛到原点,达到轨迹局部精确跟踪目的.随机初态下的工业机器人轨迹跟踪控制数值仿真验证了本文方法的有效性和系统对外部强干扰的鲁棒性. 展开更多

关键词 迭代学习控制 滑模控制 有限时间控制 初值问题 机器人

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姿态稳定控制器择优评价体系构建 被引量：2

9

作者 殷春武 侯明善 李明翔 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期130-135,共6页

针对航天器总体设计过程中姿态稳定控制器的选择问题,构建了一套基于群决策的姿态控制器择优评价体系,并给出度量评价结果可靠性的可靠度指标。构建了基于控制器鲁棒性、控制力矩、参数敏感性、控制器复杂度和收敛速度的姿态控制器择优... 针对航天器总体设计过程中姿态稳定控制器的选择问题,构建了一套基于群决策的姿态控制器择优评价体系,并给出度量评价结果可靠性的可靠度指标。构建了基于控制器鲁棒性、控制力矩、参数敏感性、控制器复杂度和收敛速度的姿态控制器择优评价指标体系,采用同时融合多种赋权法优势的有序加权(ordered weighted averaging,OWA)组合赋权法确定指标权重,给出一种群组专家参与的区间型姿态稳定控制器择优评价方法,并定义了基于区间分析的评价结果可靠度定量描述指标。实例分析了航天器总体设计过程中的姿态稳定控制器择优评价过程,验证了控制器择优评价体系的有效性和评价结果的高可靠度,丰富了决策理论,增强了决策者信心。 展开更多

关键词 总体设计 姿态控制 多属性决策 区间数 可靠度

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广义偏差最小的组合预测加权系数确定 被引量：6

10

作者 殷春武 石宇翔 《统计与决策》 CSSCI 北大核心 2011年第1期168-169,共2页

文章基于组合预测值序列与实际测量值序列偏差范数最小建立了广义偏差最小权重确定模型来确定组合加权系数,并运用遗传算法求解该非线性模型。在对预测值组合中,提出将既侧重于每个数据本身又侧重于各数据所在的位置的混合加权算术平均... 文章基于组合预测值序列与实际测量值序列偏差范数最小建立了广义偏差最小权重确定模型来确定组合加权系数,并运用遗传算法求解该非线性模型。在对预测值组合中,提出将既侧重于每个数据本身又侧重于各数据所在的位置的混合加权算术平均算子集结各时刻的预测值,以便于提高预测结果的精确度。 展开更多

关键词 组合预测 模型 混合加权算子

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航天器抓捕非合作目标的快速姿态跟踪控制 被引量：3

11

作者 殷春武 侯明善 李明翔 《控制工程》 CSCD 北大核心 2017年第8期1536-1541,共6页

针对存在瞬间强干扰和未知转动惯量的航天器姿态跟踪控制问题,递归设计了一种快速姿态跟踪鲁棒控制器。分析了抓捕非合作目标过程中航天器的转动惯量变化特性,基于反演法设计了一种自适应滑模姿态控制器,并理论验证了闭环系统的全局渐... 针对存在瞬间强干扰和未知转动惯量的航天器姿态跟踪控制问题,递归设计了一种快速姿态跟踪鲁棒控制器。分析了抓捕非合作目标过程中航天器的转动惯量变化特性,基于反演法设计了一种自适应滑模姿态控制器,并理论验证了闭环系统的全局渐近稳定性。该控制器能使航天器的姿态快速、精确跟踪上期望姿态,且对转动惯量摄动和外部干扰具有较强的鲁棒性。典型条件仿真验证了控制器对抓捕航天器姿态控制的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 航天器 姿态控制 自适应控制系统 滑模控制 在轨服务

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基于灰色关联度的第三产业发展趋势组合预测模型 被引量：13

12

作者 殷春武 《统计与决策》 CSSCI 北大核心 2013年第13期15-18,共4页

为更加准确预测第三产业发展水平发展趋势,文章在探讨单一预测模型建模原理的基础上,基于灰关联度能有效刻画曲线间相似程度的原理,给出了基于灰关联度的第三产业发展趋势的组合预测权重确定模型,实证分析了基于灰关联度的第三产业发展... 为更加准确预测第三产业发展水平发展趋势,文章在探讨单一预测模型建模原理的基础上,基于灰关联度能有效刻画曲线间相似程度的原理,给出了基于灰关联度的第三产业发展趋势的组合预测权重确定模型,实证分析了基于灰关联度的第三产业发展趋势组合预测模型要比单一预测模型的预测精度高。 展开更多

关键词 第三产业 灰关联度 组合预测 权重

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加权残差平方和最小的组合预测组合权重的确定 被引量：13

13

作者 殷春武 《统计与决策》 CSSCI 北大核心 2012年第6期27-28,共2页

文章分析了组合预测中组合权重恒大于零的不足之处,证明了组合加权权重可正可负;根据新旧历史数据对预测结果的影响程度不同,探讨并给出了时间权重的概念和时间权重应该满足的条件,且基于所给时间权重建立了加权残差平方和最小的组合预... 文章分析了组合预测中组合权重恒大于零的不足之处,证明了组合加权权重可正可负;根据新旧历史数据对预测结果的影响程度不同,探讨并给出了时间权重的概念和时间权重应该满足的条件,且基于所给时间权重建立了加权残差平方和最小的组合预测组合权重确定模型,并推导出了基于时间权重的组合预测组合权重确定公式。 展开更多

关键词 组合预测 模型 时间权重 矩阵

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基于时间权重的回归预测模型 被引量：11

14

作者 殷春武 《统计与决策》 CSSCI 北大核心 2011年第7期161-162,共2页

文章充分考虑新旧历史数据对预测结果影响程度不同,探讨并给出了确定时间权重应该满足的条件,且基于所给时间权重建立了基于时间权重的回归预测模型,在预测值和历史数据相对误差平方和最小的前提下推导了确定回归预测模型的参数确定公... 文章充分考虑新旧历史数据对预测结果影响程度不同,探讨并给出了确定时间权重应该满足的条件,且基于所给时间权重建立了基于时间权重的回归预测模型,在预测值和历史数据相对误差平方和最小的前提下推导了确定回归预测模型的参数确定公式。该模型更符合实际预测的情况,更具有实用性。 展开更多

关键词 回归预测 模型 时间权重 参数

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带微分观测器的双环姿态跟踪控制 被引量：5

15

作者 殷春武 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1073-1078,1084,共7页

针对捕获非合作目标航天器的姿态跟踪控制问题,给出了一种双环姿态跟踪控制器.通过引入虚拟角速度将二阶姿态运动方程分解为内外环独立的子系统.外环预设有界虚拟角速度使航天器姿态渐近收敛于期望姿态;内环采用二阶微分观测器精确估计... 针对捕获非合作目标航天器的姿态跟踪控制问题,给出了一种双环姿态跟踪控制器.通过引入虚拟角速度将二阶姿态运动方程分解为内外环独立的子系统.外环预设有界虚拟角速度使航天器姿态渐近收敛于期望姿态;内环采用二阶微分观测器精确估计由转动惯量摄动、外部干扰和饱和超幅部分组成的不确定项,基于观测值的鲁棒姿态控制器使内环角速度指数收敛于外环虚拟角速度.双环姿态跟踪控制能够满足控制饱和及角速度有界约束下的跟踪精度和闭环系统的全局渐近稳定性.数值仿真验证了该控制器的鲁棒性和有效性. 展开更多

关键词 航天器 姿态控制 二阶微分观测器 角速度 控制饱和

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基于时间权重的区间型组合预测权重确定方法 被引量：10

16

作者 殷春武 《统计与决策》 CSSCI 北大核心 2013年第21期67-70,共4页

针对不确定性环境下的组合预测,文章首先分析了反映时间序列新旧程度重要性的时间权重,接着在考虑时间权重的基础上,建立了基于模拟值与实际值之间广义残差最小的区间型组合预测组合权重确定模型;最后推导了残差平方和最小下的区间型组... 针对不确定性环境下的组合预测,文章首先分析了反映时间序列新旧程度重要性的时间权重,接着在考虑时间权重的基础上,建立了基于模拟值与实际值之间广义残差最小的区间型组合预测组合权重确定模型;最后推导了残差平方和最小下的区间型组合预测权重确定公式,并对该结论推广到不考虑时间权重以及退化到实数时间序列下的残差平方和最小的组合预测权重的确定公式。 展开更多

关键词 组合预测 组合权重 时间权重

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连续线性时不变系统迭代容错鲁棒控制 被引量：5

17

作者 殷春武 《控制工程》 CSCD 北大核心 2020年第2期234-239,共6页

对存在状态干扰和执行器故障的连续线性时不变系统,给出了D型开环迭代学习控制律收敛的充分条件。在λ范数意义下,分别给出了系统状态和理想状态之间的初值相等和初值存在有界偏移时,D型开环迭代学习控制律收敛的充分条件;理论证明,在... 对存在状态干扰和执行器故障的连续线性时不变系统,给出了D型开环迭代学习控制律收敛的充分条件。在λ范数意义下,分别给出了系统状态和理想状态之间的初值相等和初值存在有界偏移时,D型开环迭代学习控制律收敛的充分条件;理论证明,在λ范数意义下,初值相等和初值存在有界偏移,迭代控制律的收敛条件相同,仅故障系统输出与期望轨迹的跟踪误差上界存在差别。基于Schur补原理,给出确定迭代控制增益的线性矩阵不等式,以快速计算给定收敛速度下的最优控制增益。数值仿真验证了该控制策略的容错性和鲁棒性。 展开更多

关键词 非线性动力学 迭代学习 容错控制 过程控制 算法

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组合预测中新旧历史数据对组合权重影响仿真分析 被引量：10

18

作者 殷春武 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第27期6960-6962,6978,共4页

预测过程中新旧历史数据对预测结果的影响程度不同,基于新旧历史数据对预测模型的影响程度不同给出时间权重的概念,着重探讨并给出了确定时间权重应该满足的条件,并基于所给时间权重建立了组合权重确定模型,最后通过实证仿真分析得到考... 预测过程中新旧历史数据对预测结果的影响程度不同,基于新旧历史数据对预测模型的影响程度不同给出时间权重的概念,着重探讨并给出了确定时间权重应该满足的条件,并基于所给时间权重建立了组合权重确定模型,最后通过实证仿真分析得到考虑新旧历史数据的影响能有效地提高组合预测的精度。 展开更多

关键词 组合预测 模型 时间权重

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非合作目标捕获过程中姿态反演滑模控制 被引量：3

19

作者 殷春武 刘素兵 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第2期276-281,共6页

针对航天器在轨捕获非合作目标过程中姿态快速稳定要求,结合反演和滑模控制的优势,设计了一种鲁棒姿态控制器。分析了抓捕航天器的转动惯量变化特性。基于反演法,先设计了基于姿态跟踪误差的状态反馈器作为虚拟角速度,以保证航天器姿态... 针对航天器在轨捕获非合作目标过程中姿态快速稳定要求,结合反演和滑模控制的优势,设计了一种鲁棒姿态控制器。分析了抓捕航天器的转动惯量变化特性。基于反演法,先设计了基于姿态跟踪误差的状态反馈器作为虚拟角速度,以保证航天器姿态角快速稳定;设计了使角速度跟踪虚拟角速度的滑模控制器,以提高系统对转动惯量扰动和外部干扰的鲁棒性。最后理论证明该控制器能使闭环系统渐近稳定。针对每个采样点随机产生有界摄动的强不确定性仿真环境,仿真验证了该控制器的快速稳定性和强鲁棒性。 展开更多

关键词 航天器 姿态控制 自适应控制系统 滑模控制 在轨服务

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主从履带复合式机器人越障研究 被引量：2

20

作者 殷春武 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第23期203-205,共3页

针对机器人越障过程中的重心位置变化情况,提出一种主从履带复合式机器人越障研究方法。给出机器人样机模型,研究样机的重心变化规律和主履带系统链轮的负载扭矩变化规律,并进行越障和楼梯仿真分析。仿真结果表明,重心变化是影响越障和... 针对机器人越障过程中的重心位置变化情况,提出一种主从履带复合式机器人越障研究方法。给出机器人样机模型,研究样机的重心变化规律和主履带系统链轮的负载扭矩变化规律,并进行越障和楼梯仿真分析。仿真结果表明,重心变化是影响越障和爬越楼梯成功与否的关键因素,样机重心位置发生变化时,履带系统链轮转矩将出现最大值。 展开更多

关键词 履带 越障 机器人 虚拟样机 重心 转矩

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